【題目】如圖所示,兩間距為d的平行光滑導(dǎo)軌由固定在同一水平面上的導(dǎo)軌CDC'D'和豎直平面內(nèi)半徑為r圓弧導(dǎo)軌ACA'C'組成,水平導(dǎo)軌與圓弧導(dǎo)軌相切,左端接一阻值為R的電阻,不計(jì)導(dǎo)軌電阻;水平導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,其他地方無(wú)磁場(chǎng)。導(dǎo)體棒甲靜止于CC'處,導(dǎo)體棒乙從AA'處由靜止釋放,沿圓弧導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),與導(dǎo)體棒甲相碰后粘合在一起,向左滑行一段距離后停下。已知兩棒質(zhì)量均為m,電阻均為R,始終與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,重力加速度大小為g,求:

(1)兩棒粘合前瞬間棒乙對(duì)每個(gè)圓弧導(dǎo)軌底端的壓力大小N;

(2)兩棒在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,電路中產(chǎn)生的焦耳熱Q

(3)兩棒粘合后受到的最大安培力Fm。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

(1)設(shè)兩棒粘合前瞬間棒乙的速度大小為v1,對(duì)棒乙沿圓弧導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:

解得:

兩棒粘合前瞬間,棒乙受到的支持力N'與重力mg的合力提供向心力,有:

解得:

根據(jù)牛頓第三定律可知:

(2)設(shè)兩棒相碰并粘合在一起后瞬間的速度大小為,根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:

解得:

根據(jù)能最守恒定律有:

解得:

(3)經(jīng)分析可知,兩棒相碰并粘合在一起后切割磁感線的最大速度即為v2,故電路中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為:,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知,電路中通過(guò)的最大電流為:

其中

:

解得:

答:(1) (2) (3)

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,一圓盤(pán)可繞通過(guò)其中心且垂直于盤(pán)面的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng),盤(pán)上距中心r處放置一個(gè)質(zhì)量為m的物體,物體與盤(pán)面間滑動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g.一段時(shí)間內(nèi)觀察到圓盤(pán)以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),物體隨圓盤(pán)一起(相對(duì)靜止)運(yùn)動(dòng).這段時(shí)間內(nèi)( 。

A. 物體受到圓盤(pán)對(duì)它的摩擦力,大小一定為μmg,方向與物體線速度方向相同

B. 物體受到圓盤(pán)對(duì)它的摩擦力,大小一定為2r,方向指向圓盤(pán)中心

C. 物體受到圓盤(pán)對(duì)它的摩擦力,大小可能小于μmg,方向指向圓盤(pán)中心

D. 物體受到圓盤(pán)對(duì)它的摩擦力,大小可能小于2r,方向背離圓盤(pán)中心

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】探究平拋運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)中,可以描繪出小球平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡,某次實(shí)驗(yàn)中在坐標(biāo)紙上描出了ab、cd四個(gè)點(diǎn)。

1)關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法正確的是___________。

A.應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置由靜止滑下

B.斜槽軌道必須光滑

C.斜槽軌道末端可以不水平

D.要使描出的軌跡更好地反映真實(shí)運(yùn)動(dòng),記錄的點(diǎn)應(yīng)適當(dāng)多一些

2)已知圖中小方格的邊長(zhǎng)L=10cm,小球平拋的初速度為v=____________(用L、g表示),b點(diǎn)的速度大小為____________m/s

3)圖中拋出點(diǎn)的坐標(biāo)是_________(a點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn))。(取g=10m/s2

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑R0.9 m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置,圓弧最低點(diǎn)B與長(zhǎng)為L1 m的水平面相切于B點(diǎn),BC離地面高h0.8 m,質(zhì)量m1.0 kg的小滑塊從圓弧頂點(diǎn)D由靜止釋放,已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ0.1(不計(jì)空氣阻力,取g10 m/s2),求:

(1)小滑塊剛到達(dá)圓弧軌道的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;

(2)小滑塊落地點(diǎn)C點(diǎn)的距離.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】質(zhì)量M=2kg的質(zhì)點(diǎn)停在如圖所示的光滑平面直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O,當(dāng)其受到三個(gè)同平面的作用力F1F2、F3時(shí)正好在O點(diǎn)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知三個(gè)力中的F2=4N,方向指向y軸的負(fù)方向,求:

1)只將F2力撤去,質(zhì)點(diǎn)受到的合力大小和方向;

(2)從某時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí),只撤去F1力,質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)4秒到達(dá)坐標(biāo)為(-8,0)位置,則F3力大小如何;

(3)從第4秒末起又恢復(fù)F1力作用,同時(shí)停止F2作用,則第6秒末質(zhì)點(diǎn)的速度大小和方向如何。

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖所示,半徑為L的圓管軌道豎直放置,管內(nèi)壁光滑,管內(nèi)有一個(gè)質(zhì)量為m的小球做圓周運(yùn)動(dòng),圓管內(nèi)徑遠(yuǎn)小于軌道半徑,小球直徑略小于圓管內(nèi)徑。則

A.若小球能在圓管軌道做完整圓周運(yùn)動(dòng),最高點(diǎn)P的速度v最小值為

B.若過(guò)最高點(diǎn)P的速度v增大,小球在P點(diǎn)所需的向心力可能減小

C.若過(guò)最高點(diǎn)P的速度v<,在P點(diǎn),軌道對(duì)小球的彈力大小

D.若過(guò)最高點(diǎn)P的速度v>,在P點(diǎn),軌道對(duì)小球的彈力大小

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖甲所示,在B處放有一光電門(mén),可以測(cè)出小球經(jīng)過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t,現(xiàn)將小球從距B點(diǎn)不同高度h處由靜止釋放,小球的質(zhì)量為m(小球尺寸足夠小),直徑為D(示數(shù)如圖乙),輕繩長(zhǎng)為L

(1)小球直徑D=________mm

(2)請(qǐng)寫(xiě)出D、h、tg之間的關(guān)系式:_______________________(忽略空氣阻力影響)

(3)若多次從不同高度釋放,得到h的關(guān)系圖,圖像的斜率為k,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?/span>g=______(用D、k表示)

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】如圖,矩形ABCD內(nèi)有方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小為B,AD=a,AB=a。在D點(diǎn)有一粒子源可沿方向發(fā)出速率不同的同種正粒子,粒子的電荷量為q、質(zhì)量為m,不考慮重力,關(guān)于粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,下列判斷正確的是

A.粒子在磁場(chǎng)中做順時(shí)針勻速圓周運(yùn)動(dòng)

B.速率越大的粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間越長(zhǎng)

C.粒子從AB邊穿出磁場(chǎng)的最大速率為

D.粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的最長(zhǎng)時(shí)間為

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

【題目】在冬奧會(huì)短道速滑項(xiàng)目中,運(yùn)動(dòng)員繞周長(zhǎng)僅111米的短道競(jìng)賽.運(yùn)動(dòng)員比賽過(guò)程中在通過(guò)彎道時(shí)如果不能很好地控制速度,將發(fā)生側(cè)滑而摔離正常比賽路線.右圖中圓弧虛線Ob代表彎道,即正常運(yùn)動(dòng)路線,Oa為運(yùn)動(dòng)員正常運(yùn)動(dòng)時(shí)在O點(diǎn)的速度方向(研究時(shí)可將運(yùn)動(dòng)員看做質(zhì)點(diǎn)).下列論述正確的是(  )

A.若在O發(fā)生側(cè)滑,則滑動(dòng)的路線將在Oa左側(cè)

B.若在O發(fā)生側(cè)滑,則滑動(dòng)的路線將在Oa右側(cè)與Ob之間

C.發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員受到的合力方向背離圓心

D.發(fā)生側(cè)滑是因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員受到的合力小于所需要的向心力

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案